TINJAUAN PUSTAKA Botani Tanaman Padi Dalam banyak spesies liar di dalam genus Oryza, terdapat 2 spesies yang mampu dibudidayakan, yaitu Oryza sativa, yang ditanam di seluruh areal tanam di seluruh dunia, dan Oryza glaberrima yang distribusinya terkonsentrasi di Afrika Barat Tropis (Geus, 1954). Spesies lainnya dari genus ini adalah Oryza stapffi, Oryza fatua, Oryza minuta, Oryza rufipogon, Oryza breviligulata, dan Oryza officinalis (Grist, 1965). Oryza sativa disebut juga white grain rice, sedangkan Oryza glaberrima disebut red grain rice (FAO, 1966). Padi (Oryza sativa) merupakan tanaman yang berasal dari divisi Spermatophyta, sub divisi Angiospermae, kelas Monocotyledonae, ordo Poales, famili Graminae, genus Oryza. Morfologi Tanaman Padi Menurut Deptan Satuan Pengendali Bimas (1983), bagian-bagian tanaman padi terbagi menjadi dua yaitu bagian vegetatif yang meliputi akar, batang, dan daun serta bagian generatif yang meliputi malai dengan bulir-bulir bunga. Tanaman padi memiliki sistem perakaran yang bercabang-cabang dan berambut akar sangat banyak (Grist, 1965). Letak susunan akarnya hanya pada kedalaman 20-30 cm. Siregar (1981) menyatakan bahwa kekhasan tumbuhan dari kelompok Graminae akan ditandai dengan batang yang tersusun dari beberapa ruas. Ruasruas tersebut berupa batang bulat dan berongga yang ditutup oleh buku pada bagian ujungnya. Pada buku bagian pangkal batang terdapat kuncup ketiak yang dapat tumbuh menjadi batang baru atau percabangan, cabang terpendek disebut ligula (lidah daun) dan bagian terpanjang dan terbesar menjadi daun kelopak. Pada ligula terdapat auricle. Ligula dan auricle dapat digunakan untuk mendeterminasi identitas suatu varietas. Ruas yang menjadi bulir padi muncul saat daun pelepah teratas menjadi ligula dan daun bendera. Daun bendera adalah daun yang terpanjang yang membalut ruas teratas dari batang. Posisi daun bendera dekat dengan malai. Malai merupakan sekumpulan bunga padi yang memiliki tangkai, perhiasan, dan daun mahkota. Daun mahkota terbesar disebut palea dan
5 daun mahkota terkecil disebut lemma. Di dalamnya terdapat bakal buah (kariopsis). Di atas bakal buah terdapat 2 kepala putik. Di bawah bakal buah tumbuh 6 filamen benangsari. Bunga padi dewasa akan membuka, sehingga posisi palea dan lemma akan membentuk sudut 30 0-60 0. Keduanya membuka pada pukul 10-12 pada hari cerah dengan suhu berkisar 30 0 C 32 0 C. Ketika kondisi ini terpenuhi, penyerbukan akan terjadi. Setelah penyerbukan dan pembuahan terbentuklah buah. Palea dan lemma membentuk sekam yang didalamnya membungkus biji yang dikenal gabah. Syarat Tumbuh Tanaman Padi Padi dapat tumbuh pada kondisi iklim-iklim yang berbeda. Menurut Deptan Satuan Pengendali Bimas (1983) faktor-faktor iklim yang dapat mempengaruhi pertumbuhan dan produksi padi ialah curah hujan, kelembabapan udara, temperatur, awan, radiasi dan angin. Curah hujan tahunan merupakan faktor pembatas bagi lahan-lahan tadah hujan di Asia Selatan dan Tenggara khususnya. Padi merupakan tanaman hari pendek yang sensitif terhadap fotoperiodisme. Hari panjang akan menyebabkan pembungaan terlambat bahkan tidak terjadi (Fagi dan Las, 1988). Radiasi energi surya merupakan faktor penting yang dibutuhkan pada saat inisiasi malai hingga menjelang panen. Setidaknya 30 45 hari sebelum panen tanaman yang mendapat energi surya yang cukup akan memberikan hasil yang tinggi. Kelembaban relatif mempengaruhi tanaman padi karena menyebabkan peningkatan insiden penyakit blast pada padi. Iklim sangat mempengaruhi proses fisiologi tanaman padi, sehingga akan berpengaruh terhadap pertumbuhan, perkembangann, dan bulir. Virmani (1998) kondisi cuaca yang menguntungkan pada saat pembungaan ialah pada suhu 24 30 0 C, RH 70-80 %, dan perbedaan suhu siang-malam 5 7 0 C. Fase Pertumbuhan Tanaman Padi Menurut Yoshida (1981) fase pertumbuhan tanaman padi terbagi menjadi 3 yaitu fase vegetatif, fase reproduktif, dan fase pemasakan. Manurung dan Ismunadji (1988) menyatakan bahwa pada tanaman padi tropik, fase vegetatif merupakan fase tumbuh dan berkembangnya dari anakan, tinggi, dan daun secara
6 bertahap. Fase ini dimulai sejak perkecambahan hingga akan membentuk bunga yang memerlukan waktu ± 60 hari. Sedangkan fase reproduktif yang berlangsung selama ± 30 hari ditandai dengan pemanjangan ruas teratas, munculnya daun bendera, dan pembungaan. Pembungaan (heading) adalah keluarnya malai dari pelepah daun bendera. Bunga matang (anthesis) ialah keluarnya benang sari yang paling ujung biasa terjadi pada pukul 08.00-13.00 dan terjadi pembuahan bila kondisi lingkungan terpenuhi. Kemudian dilanjutkan fase pemasakan berurutan meliputi tahap masak bertepung (dough), tahap menguning, dan tahap masak panen. Seluruh fase pembuahan sampai masak panen memerlukan waktu ± 30 hari. Padi Hibrida Varietas padi hibrida dikembangkan pertama kali di China pada tahun 1974 dengan ditemukannya mandul jantan. Pada tahun 1976 padi hibrida baru digunakan secara komersil. Sejak tahun 1980-an, China telah berhasil menanam varietas padi hibrida seluas 16 juta hektar (Yuan, 1994). Indonesia sendiri baru merintis penelitian tentang padi hibrida pada akhir tahun 1985. Hingga kini telah dirilis 29 varietas padi hibrida, 4 varietas diantaranya merupakan hasil penelitian BALITPA dan 25 varietas lainnnya merupakan hasil penelitian perusahaan benih swasta. Padi hibrida dihasilkan melalui pemanfaatan fenomena heterosis turunan pertama (F1) dari hasil persilangan dengan dua induk yang berbeda. Fenomena heterosis tersebut menyebabkan tanaman F1 lebih vigor, tumbuh lebih cepat, anakan lebih banyak, dan malai lebih lebat sekitar 1 ton/ha lebih tinggi daripada varietas biasa (inbrida). Namun keunggulan tersebut tidak diperoleh pada populasi generasi kedua (F2) dan berikutnya. Ditinjau dari segi aspek genetik, padi hibrida memiliki potensi hasil yang lebih tinggi, tetapi membutuhkan sistem dan teknologi produksi yang berbeda dengan varietas unggul biasa (Las, Abdullah, dan Daradjat, 2003). Padi hibrida yang ada saat ini masih memiliki beberapa kelemahan, seperti rasa nasinya yang kurang enak, peka terhadap hama wereng coklat dan penyakit hawar daun (kresek). Untuk mendapatkan produksi yang maksimal, padi hibrida harus ditanam pada tanah yang subur, hara tanah cukup
7 tersedia, dosis pupuk optimal, pengairannya cukup, OPT-nya dikendalikan, dan pengelolaan tanaman secara keseluruhan dilakukan dengan baik (Sumarno, 2006). Penelitian padi hibrida secara intensif dimulai pada tahun 2001. Berbagai galur hibrida telah dihasilkan melalui persilangan dengan melibatkan galur mandul jantan sitoplasmatik (Cytoplasm Male Sterile/CMS) atau galur mandul jantan, galur pelestari (Maintainer/M), dan galur pemulih kesuburan (Restorer/R) (Las et al., 2003). Teknik penyilangannya berbeda dengan pembentukan hibrida jagung, karena padi adalah tanaman menyerbuk sendiri, artinya secara alami pollen menyerbuki putik pada bunga yang sama. Sehingga, pembentukan hibrida padi hanya dimungkinkan jika bunga jantan pada tanaman betina dibuat mandul dengan menggunakan CMS. Selain itu, waktu pembungaan antara CMS dan restorer pun harus diperhatikan, agar penyerbukan dapat berhasil dengan baik. Penyerbukan antara pollen dari restorer ke stigma biasanya dilakukan dengan menggunakan blower atau tali yang dipasang memanjang pada barisan antara restorer dan CMS yang kemudian di gerak-gerakkan, sehingga pollen dari restorer berterbangan dan jatuh pada stigma CMS. Kegiatan penyerbukan biasanya dilakukan pada pukul delapan pagi hingga sepuluh pagi, ketika bunga padi membuka. Periode Kritis Tanaman Gulma dan tanaman pertanian (crops) merupakan tanaman yang secara mendasar keduanya memiliki kebutuhan yang sama untuk tumbuh dan berkembang secara normal. Keduanya juga membutuhkan pasokan yang memadai akan nutrisi-nutrisi yang sama, kelembaban, cahaya, suhu, dan karbon dioksida (CO 2 ). Gulma berhasil bersaing dengan tanaman budidaya dengan menjadi lebih agresif saat tumbuh. Gulma memperoleh dan menggunakan unsur-unsur essensial (nutrisi, kelembapan, cahaya, suhu, dan karbon dioksida) bagi pertumbuhan dan perkembangan dengan mengalahkan tanaman budidaya, dan pada beberapa kasus, gulma juga mengekskresikan zat-zat kimia yang merugikan bagi pertumbuhan dan perkembangan tanaman budidaya (Anderson, 1977). Kompetisi merupakan kejadian khas di lahan budidaya, meski kompetisi juga terjadi di banyak habitat lain yang sumberdaya tumbuhnya tersedia dengan
8 terbatas. Kompetisi antara gulma dan tanaman budidaya yang terhebat biasanya terjadi saat tanaman kompetitor memiliki kesamaan dalam kebiasaan vegetatif dan kebutuhan akan sumberdaya tumbuh (National Academy of Sciences, 1969). Pada umumnya, kompetisi dengan gulma terjadi selama 6 minggu pertama atau setelah transplanting juga cenderung mengakibatkan efek yang sangat merugikan bagi hasil produksi (Soejono, 2002). Kompetisi dan munculnya gulma dalam masa vegetatif atau generatif saat mendekati waktu panen akan memberikan dampak yang sangat besar bagi kualitas hasil tanaman. Kehadiran gulma di lahan pertanian menyebabkan biaya bagi kegiatan pengendalian. Karenanya penyiangan gulma perlu dilakukan, untuk menghindari kehilangan hasil yang cukup besar dari produksi padi. Jika kehilangan hasil tersebut dapat dihindari, berarti ada banyak beras yang bisa diselamatkan dan dikonsumsi oleh masyarakat Indonesia. Kehadiran gulma di sepanjang siklus hidup tanaman budidaya tidak selalu berpengaruh negatif. Terdapat suatu periode ketika gulma harus dikendalikan dan terdapat periode ketika gulma juga dibiarkan tumbuh karena tidak mengganggu tanaman (Moenandir, 1993). Periode kritis untuk pengendalian gulma adalah waktu minimum dimana tanaman harus dipelihara dalam kondisi bebas gulma untuk mencegah kehilangan hasil yang tidak diharapkan (Nieto, et al, 1968). Periode kritis ini dibentuk dari overlapping dua komponen, yaitu waktu kritis gulma harus disiangi atau lamanya waktu gulma dibiarkan di dalam tanaman sebelum terjadi kehilangan hasil yang tidak diharapkan, dan periode kritits bebas gulma atau lamanya waktu minimum tanaman harus dijaga agar bebas gulma untuk mencegah kehilangan hasil (Nieto, et. al., 1968; Knezevic, et al., 2002; Page, et.al., 2009 ). Menurut Swanton dan Weise (1991), periode kritis untuk pengendalian gulma merupakan komponen penting dalam strategi manajemen gulma terpadu yang memberikan pengetahuan bagi petani kapan saatnya untuk mengendalikan gulma yang dapat merugikan hasil tanaman. Menurut Omafra (2002) cara menentukan periode kritis ialah saat produksi tanaman mulai menurun sebesar 5% akibat dari kompetisi dengan gulma. Penentuan periode kritis tanaman sangat dibutuhkan dalam penerapan sistem manajemen gulma terpadu. Apabila gulma dapat dikendalikan maka gulma yang
9 akan tumbuh selanjutnya tidak akan berpengaruh terhadap hasil panen. Sedangkan penentuan periode kritis lainnya dengan perlakuan setangkup antara periode penyiangan dan kompetisi gulma. Zimdahl (1980) menggunakan cara itu untuk menentukan saat gulma dan tanaman budidaya berada dalam keadaan saling berkompetisi secara aktif. Pada periode penyiangan, gulma dan tanaman budidaya ditumbuhkan secara bersama-sama untuk jangka waktu tertentu sampai gulmanya disiangi, selanjutnya tanaman budidaya ditumbuhkan bebas gulma sampai panen. Pada periode kompetisi gulma, tanaman dibiarkan bebas gulma untuk berbagai periode tertentu sejak pertanaman, setelah ini tanaman budidaya dibiarkan tumbuh bersama-sama gulma hingga panen. Periode kritis untuk pengendalian gulma pada sebagian besar tanaman sering dimulai dalam beberapa hari atau minggu setelah tanaman berkecambah sampai dengan fase awal perkembangan vegetatif tanaman (Halford, et. al., 2001; Martin, et al., 2001). Sebagai contoh, periode kritis pada tanaman kedelai dapat mulai saat 9 hari setelah berkecambah (Van Acker, et al., 1993). Pada tanaman jagung periode kritis mulai pada saat 21-28 hari setelah berkecambah pada saat berkembang 3-4 pucuk daun (Evans, et al., 2003; Cox, et al., 2006). Mercado dalam Sukman dan Yakub (1995) menyatakan bahwa periode kritis tanaman terhadap kompetisi gulma berkisar antara 33% - 50% dari umur tanaman.